DE102013207242A1

DE102013207242A1 - Anordnung mit einer Leuchtdiode

Info

Publication number: DE102013207242A1
Application number: DE102013207242.2A
Authority: DE
Inventors: Ion Stoll; Ulrich Streppel
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2033-04-23
Also published as: DE102013207242B4; US20140313728A1; US9593813B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erzeugen von Licht mit einer Leuchtdiode, mit einem Konversionselement, wobei das Konversionselement über der Leuchtdiode angeordnet ist und vorgesehen ist, um die von der Leuchtdiode abgegebene elektromagnetische Strahlung wenigstens teilweise in der Wellenlänge zu ändern, wobei das Konversionselement in der Weise ausgebildet ist, dass das von außen auf das Konversionselement treffende Licht in einem ersten Farbbereich reflektiert wird, wobei das Konversionselement von einem Randbereich umgeben ist, wobei der Randbereich in der Weise ausgebildet ist, dass ein auf den Randbereich treffendes Licht in einem zweiten Farbbereich reflektiert wird, wobei der zweite Farbbereich wenigstens teilweise einen zum ersten Farbbereich komplementären Farbbereich aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erzeugen von Licht mit einer Leuchtdiode gemäß Patentanspruch 1.
Im Stand der Technik ist eine Anordnung zum Erzeugen von Licht mit einer Leuchtdiode bekannt, wobei die Leuchtdiode von einem Randbereich umgeben ist. Zudem ist auf der Diode ein Konversionselement vorgesehen, das die von der Diode abgegebene elektromagnetische Strahlung in der Wellenlänge verschiebt. Dazu weist das Konversionselement Farbstoffe oder Pigmente auf, die einfallendes Licht von außen in einer bestimmten Farbe reflektieren. Die Farbe kann von einem Betrachter abhängig von der Farbe, mit der das Konversionselement das einfallende Licht reflektiert, als störend empfunden werden. Beispielsweise kann die Anordnung bei einem Mobiltelefon vorgesehen sein und die Farbe des Konversionselementes kann den optischen Eindruck des Mobiltelefons stören.
Im Stand der Technik ist es bereits bekannt, auf einem Konversionselement eine weiße Streu- oder Reflektorschicht vorzusehen, die beispielsweise als Titanoxid gebildet ist, um einen Weißeindruck der Anordnung hervorzurufen. Durch die Streu- oder Reflektorschicht wird eine zusätzliche Streuung bewirkt, die einen Helligkeitsverlust der Anordnung bewirkt. Zudem ist das Aufbringen des Streu- oder Reflektormaterials relativ aufwändig und fehlerbehaftet.
Zudem kann die Anordnung als Leuchtmittel beispielsweise für einen Raum vorgesehen sein und der optische Eindruck, den das Konversionselement erzeugt, als störend empfunden werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zum Erzeugen von Licht mit einer Leuchtdiode mit einem Konversionselement bereitzustellen, wobei der optische Eindruck der Anordnung unabhängig von der vom Konversionselement reflektierten Farbe ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Anordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht darin, dass bei nicht aktivierter Leuchtdiode der von der Anordnung reflektierte Farbbereich verschieden von dem Farbbereich ist, den das Konversionselement reflektiert. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Randbereich vorgesehen ist, der das Konversionselement wenigstens teilweise umgibt und in der Weise ausgebildet ist, dass der Randbereich Licht in einem zweiten Farbbereich reflektiert. Der zweite Farbbereich ist dabei in Relation zum ersten Farbbereich in der Weise gewählt, dass der zweite Farbbereich wenigstens teilweise einen zum ersten Farbbereich komplementären Farbbereich aufweist.
Auf diese Weise wird erreicht, dass die Anordnung aus Konversionselement und Randbereich einfallendes Licht, insbesondere Umgebungslicht in einen vom ersten Farbbereich des Konversionselementes unterschiedlichen Farbbereich reflektiert. Der zweite Farbbereich ist in der Weise ausgebildet, dass für einen Betrachter der erste Farbbereich des Konversionselementes wenigstens abgeschwächt wird, insbesondere in Richtung auf eine gewünschte Farbe verschoben wird. Vorzugsweise kann als gewünschte Farbe eine weiße Farbe vorgesehen sein. Dies wird dadurch erreicht, dass der erste und der zweite Farbbereich wenigstens teilweise komplementäre Farbbereiche aufweisen. Somit erscheint die Anordnung aus Konversionselement und Randbereich für einen Betrachter im Wesentlichen in einer weißen Farbe. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die zwei Farbbereiche in der Weise gewählt sein, dass eine rein weiße Farbe von der Anordnung aus Konversionselement und Randbereich reflektiert wird oder das von der Anordnung reflektierte Licht wenigstens einen großen Farbanteil an weißem Licht aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform stellen der erste und der zweite Farbbereich im Wesentlichen komplementäre Farbbereiche, insbesondere komplementäre Farben dar. Dadurch wird erreicht, dass die Anordnung aus Konversionselement und Randbereich für einen Betrachter bei nicht leuchtender Leuchtdiode im Wesentlichen als weiße Fläche erscheint.
Diese Ausbildungsform bietet den Vorteil, dass die Anordnung farblich kaum oder nicht in Erscheinung tritt und somit einen Beobachter nicht stört. Abhängig von der Helligkeit kann die Anordnung aus Konversionselement und Randbereich für einen Betrachter auch als grauweiße Fläche erscheinen.
Durch die Verwendung eines weißen Farbeindruckes der Anordnung wird erreicht, dass die Anordnung für einen Betrachter neutral aussieht und vom optischen Eindruck her nicht ins Gewicht fällt. Damit kann ein störender optischer Eindruck der Anordnung vermieden werden. Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn die Anordnung in einem Gebäude vor einem weißen Hintergrund angeordnet ist. Ebenso kann die Anordnung Teil eines Gerätes wie z.B. eines Mobiltelefons sein. Auch in dieser Verwendung kann es vorteilhaft sein, den optischen Eindruck des Konversionselementes zu verändern, insbesondere zu unterdrücken. Vorzugsweise kann ein weißer optischer Eindruck der Anordnung bei einem Mobiltelefon für einen Betrachter angenehm erscheinen. Beispielsweise kann die Anordnung mit der Leuchtdiode bei einem Mobiltelefon als Blitzlicht ausgebildet sein.
Konversionselemente werden beispielsweise eingesetzt, um ein blaues Licht einer Leuchtdiode unter Verwendung eines orangen Konversionselementes in Richtung eines weißen Lichtes zu verschieben. Jedoch wird der orange Farbeindruck des Konversionselementes, der bei Nichtaktivität der Leuchtdiode und bei einem Einfall von Licht erzeugt wird, als optisch störend empfunden.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Flächen des Konversionselementes und des Randbereiches und/oder die reflektierten Farbbereiche des Konversionselementes und des Randbereiches in der Weise ausgebildet, dass das vom Konversionselement und vom Randbereich reflektierte Licht einen weißen Farbbereich aufweist. Auf diese Weise wird erreicht, dass die ursprüngliche Farbe des Konversionselementes abgeschwächt wird und insgesamt die Anordnung für einen Betrachter in einer von der Farbe des Konversionselementes veränderten Farbe, insbesondere in einer weißen Farbe erscheint. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Gesamteindruck der Anordnung auch durch eine entsprechende Anpassung der Flächen, und/oder der Reflektivitäten und/oder der Farbbereiche in einer anderen Farbe als der weißen Farbe erscheinen. Auf diese Weise kann die Anordnung an eine gewünschte Umgebungsfarbe beispielsweise an eine Farbe einer Gebäudewand und/oder an die Farbe eines Gehäuses angepasst werden, ohne die Funktion des Konversionselementes zu beeinträchtigen.
Durch diese Anordnung ergibt sich ein verbesserter Farbeindruck, insbesondere ein Weißeindruck der Anordnung, insbesondere einer Anordnung mit einer Leuchtdiode im unbetriebenen Zustand. Zudem wird durch die beschriebene Anordnung im Vergleich zum Stand der Technik eine gesteigerte Gesamteffizienz der Lichtausbeute erreicht. Weiterhin können abhängig von dem gewünschten Farbeindruck der Anordnung unterschiedliche Farben erzeugt werden. Auf diese Weise kann die Anordnung an die Farbe einer Umgebung angepasst werden.
Durch die beschriebene Anordnung können auch Farben oder Farbstoffe für den Randbereich verwendet werden, die bei einer Bestrahlung mit Licht der Leuchtdiode schnell degradieren, da diese kaum von dem Licht der Leuchtdiode getroffen werden.
Durch die Verwendung eines zweiten Farbbereiches, der nicht weiß ist und wenigstens teilweise einen zum ersten Farbbereich komplementären Farbbereich aufweist, kann der farbliche Gesamteindruck der Anordnung mit dem Konversionselement und dem Randbereich in Richtung einer gewünschten Farbe verschoben werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Randbereich in wenigstens zwei Teilflächen unterteilt, wobei die zwei Teilflächen Licht mit unterschiedlichen Farbbereichen reflektieren. Die Größe der Teilflächen und/oder die Farbbereiche und/oder die Reflektivitäten der Teilflächen sind in der Weise ausgebildet, dass das vom Randbereich reflektierte Licht wenigstens teilweise einen zum ersten Farbbereich komplementären Farbbereich aufweist. Somit ist es nicht erforderlich, dass der gesamte Randbereich Licht in einem Farbbereich reflektiert, sondern es können Teilflächen auf dem Randbereich vorgesehen sein, die einfallendes Licht mit unterschiedlichen Farbbereichen reflektieren. Dadurch kann eine verbesserte Anpassung eines gewünschten Farbeindrucks der Anordnung erreicht werden.
Beispielsweise kann der Randbereich in eine Vielzahl von Teilflächen unterteilt sein, wobei die Teilflächen beispielsweise in zwei Gruppen unterteilt sind. Jede Gruppe von Teilflächen reflektiert das einfallende Licht in einem bestimmten Teilfarbbereich. Beispielsweise können die Teilflächen in Form von Quadraten in Form eines Schachbrettmusters auf dem Randbereich angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Anordnung beispielsweise mehrere Leuchtdioden auf, die nebeneinander angeordnet sind und von einem gemeinsamen Randbereich umgeben sind. Auch in dieser Ausführungsform sind die Konversionselemente und die Randbereiche in der Weise ausgebildet, dass für einen Betrachter die Anordnung einen anderen optischen Farbeindruck wiedergibt als der Farbeindruck des Konversionselementes. Diese Anordnung kann beispielsweise als Leuchte für die Beleuchtung eines Raumes in einem Gebäude verwendet werden.
Dabei sind die Flächen der Konversionselemente und die Fläche des Randbereiches in der Weise gewählt, dass für einen Betrachter in einem vorgegebenen Abstand die gesamte Anordnung einen farbigen Eindruck erzeugt, der von der Farbe des Konversionselementes unterschiedlich ist, wobei beispielsweise ein weißer Farbeindruck beim Betrachter erzeugt wird. Der Farbeindruck der Anordnung kann an die Farbe der Wand angepasst sein, auf der die Leuchte befestigt ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist über dem Konversionselement eine Linse vorgesehen. In einer weiteren Ausführungsform ist die Linse in der Weise ausgebildet, dass das vom Konversionselement und vom Randbereich reflektierte Licht gemischt wird. Somit unterstützt in dieser einfachen Ausführungsform die Linse eine Veränderung des optischen Farbeindruckes der Anordnung weg vom Farbeindruck des Konversionselementes.
In einer Ausführungsform ist die Linse so aufgebaut ist, dass bei einem Lichteinfall von außen auf die Linse das Licht von einem Mittenbereich des Konverters in Richtung des Randbereiches wenigstens teilweise, insbesondere vollständig abgelenkt wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass ein von außen einfallendes Licht kaum oder überhaupt nicht auf das Konversionselement auftrifft, sondern auf den Randbereich trifft. Dadurch wird der Lichteinfall in der Weise gelenkt, dass mehr Licht vom Randbereich als vom Mittenbereich des Konversionselementes reflektiert wird. Auf diese Weise wird ein erhöhter Anteil des zweiten Farbbereiches über die Linse zurückreflektiert. Dadurch kann beispielsweise der Randbereich mit einer kleineren in der Fläche oder mit einer geringeren Reflektivität ausgebildet sein. Somit wird für einen Betrachter bei nicht aktiver Leuchtdiode ein optischer Farbeindruck erzeugt, der verschieden von der Farbe des Konversionselementes ist. Somit verbessert die Anordnung der Linse die Mischung des reflektierten Farbbereiches des Konversionselementes mit dem reflektierten Farbbereich des Randbereiches. Die Verwendung der Linse kann insbesondere bei Vorsehen der Anordnung in einem Gerät, insbesondere in einem Mobiltelefon von Vorteil sein, um das von der Leuchtdiode emittierte Licht zu bündeln.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Randbereich in Form eines Flüssigkristalls ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsform kann der Randbereich einen Farbstoff oder Farbpigmente aufweisen, die den zweiten Farbbereich für das vom Randbereich reflektierte Licht festlegen.
In einer Ausführungsform kann die Linse eine Oberflächenstruktur aufweisen, die wenigstens eine konvexe und eine konkave ringförmige Oberflächenstruktur darstellt. Dadurch wird eine einfache Struktur bereitgestellt, mit der ein von außen auf die Linse treffendes Licht von einem Mittenbereich in Richtung auf den Randbereich abgelenkt wird.
In einer einfachen Ausführungsform kann der erste Farbbereich im Wesentlichen einen gelben Farbbereich und der zweite Farbbereich im Wesentlichen einen blauen Farbbereich darstellen. Konversionselemente mit einer gelben Körperfarbe werden beispielsweise eingesetzt, um ein blaues Licht einer Leuchtdiode in Richtung einer weißen Farbe zu verschieben. Durch die Anordnung eines Randbereiches mit einem im Wesentlichen blauen Farbbereich wird erreicht, dass der optische Farbeindruck der Anordnung in einem weißen Farbbereich liegt.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Konversionselement verwendet, dessen Körperfarbe im orangen Farbbereich liegt. Bei dieser Ausführungsform wird ein Randbereich verwendet, dessen Farbbereich im Wesentlichen im grünen Farbbereich liegt. Durch die Mischung des orangen Farbbereiches mit dem grünen Farbbereich wird wiederum ein im Wesentlichen weißer Farbeindruck für einen Betrachter erzeugt. In einer weiteren Ausführungsform gehen die konkave und konvexe ringförmige Oberflächenstruktur kontinuierlich ineinander über. In einer weiteren Ausführungsform gehen die konkave und konvexe Oberflächenstruktur diskontinuierlich über Stufen und/oder Kanten ineinander über.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Linse ringförmige weitere Oberflächenstrukturen auf, wobei die ringförmigen weiteren Oberflächenstrukturen als plane Ringflächen ausgebildet sind, wobei die weiteren Oberflächenstrukturen konzentrisch zu einer Mittenachse angeordnet sind, wobei benachbarte Ringflächen unterschiedliche Neigungen in Bezug auf die Ebene der Linse aufweisen und eine in radialer Richtung gestufte Oberfläche der Linse darstellen. Damit wird eine effiziente Lichtführung erreicht, um eine Mischung des vom Konversionselement und vom Randbereich reflektierten Lichtes zu erreichen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Linse in einem äußeren Randbereich eine Fresnelstruktur auf. Die Fresnelstruktur beginnt vorzugsweise in einem Grenzbereich zwischen dem Konversionselement und dem Randbereich. Durch die Fresnelstruktur wird eine Bündelung des von der Leuchtdiode abgegebenen Lichtes erreicht.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
1 eine Anordnung mit einer Leuchtdiode mit einem Konversionselement,
2 eine schematische Seitenansicht einer Anordnung mit einer Leuchtdiode mit einem Konversionselement,
3 ein Diagramm mit Kennlinien für die Reflektivitäten des Konversionselementes und des Randbereiches,
4 ein zweites Diagramm mit Kennlinien für die Reflektivitäten eines weiteren Konversionselementes und eines weiteren Randbereiches,
5 eine weitere Ausführungsform einer Anordnung mit einer Leuchtdiode, einem Konversionselement und einem strukturierten Randbereich,
6 ein Diagramm mit Kennlinien für die Reflektivitäten des Konversionselementes und des strukturierten Randbereiches,
7 ein weiteres Diagramm mit Kennlinien für die Reflektivitäten eines Konversionselementes und eines weiteren Randbereiches,
8 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einer Linse,
9 eine vergrößerte Darstellung der Linse,
10 eine Linse mit stetigen Übergängen zwischen Krümmungsabschnitten,
11 und 11A schematische Darstellungen einer Linse mit stufenartigen Übergängen zwischen konvexen und konkaven Krümmungen,
12 und 12A eine weitere Ausführungsform einer Linse,
13 und 13A schematische Ansichten einer Linse,
14 eine weitere Ausführungsform einer Anordnung mit mehreren Leuchtdioden,
15 eine schematische Darstellung einer Farbtafel zeigt, und
16 und 16A eine weitere Ausführungsform einer Linse.
1 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Anordnung 1, die eine Leuchtdiode 2 aufweist. Die Leuchtdiode 2 ist beispielsweise aus einem Halbleitermaterial hergestellt und weist einen Übergang zwischen einem positiv dotierten Halbleitermaterial und einem negativ dotierten Halbleitermaterial mit einer aktiven Zone zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung auf. Über der Leuchtdiode 2 ist ein Konversionselement 3 angeordnet. Das Konversionselement 3 ist ausgebildet, um wenigstens bei einem Teil der von der Leuchtdiode 2 erzeugten elektromagnetischen Strahlung die Wellenlänge zu ändern. Das Konversionselement 3 ist von einem Randbereich 4 umgeben. Die Leuchtdiode 2 kann in Form eines Halbleiterchips ausgebildet sein, auf dem ein Konversionselement 3 aufgebracht ist. Der Randbereich 4 wird z.B. durch ein Substrat gebildet, auf dem die Leuchtdiode 2 angeordnet ist.
2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht die Anordnung 1, wobei die Leuchtdiode 2 auf einem Substrat 5 angeordnet ist. Über der Leuchtdiode 2 ist das Konversionselement 3 angeordnet. Eine Oberfläche des Substrates 5 bildet den Randbereich 4. Die Anordnung 1 stellt somit in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein LED-Bauteil dar. Das Substrat 5 kann beispielsweise in Form einer Keramik oder einer Leiterplatte (PCB) ausgebildet sein. Auf wenigstens einem Teil des Randbereiches 4, der das Konversionselement 3 umgibt, ist ein Farbstoff aufgebracht. Der Farbstoff befindet sich bevorzugt in einer Matrix aus z.B. Silikon, Epoxy, Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE)) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyester, Polycarbonat, Polyethylenterephthalat, Polyethersulfon, Polyethylennaphthalat, Polymethylmethacrylat, Polyimid, Polyetherketone, Polyamide, beispielsweise Polyphthalamide, Polycyclohexylendimethylenterephthalat (PCT). Beispielsweise wird durch eine erhöhte Temperatur das Matrixmaterial verflüssigt, bevor es auf die Leuchtdiode, d.h. den Halbleiterchip aufgebracht wird. Weiterhin kann auch ein flüssiges Matrixmaterial verwendet werden, das nach dem Aufbringen auf den Halbleiterchip beispielsweise durch Temperatur- oder Lichteinwirkung ausgehärtet wird. Ebenso kann das Matrixmaterial durch Verdünnen mit einem flüchtigen Lösungsmittel verflüssigt werden. Die Matrix mit dem Farbstoff kann z.B. durch Dispensieren oder Aufsprühen auf das Substrat 5 aufgebracht werden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Konversionselement auf das gesamte Substrat oder auf Teile des Substrates aufgebracht werden. Beispielsweise werden Bereiche des Substrates durch Stoppkanten abgetrennt, um ein weiteres Verlaufen des Matrixmaterials zu verhindern.
Der Farbstoff kann abhängig von der gewählten Ausführungsform ebenso ohne Matrixmaterial auf den Randbereich aufgebracht werden. Z.B. kann der Farbstoff in einem flüchtigen Lösungsmittel verabreicht werden (Spin Coating, Aufsprühen), wobei nach Verdampfen der matrixfreie Farbstoff zurückbleibt. Gegebenenfalls kann der Farbstoff mit einer Matrix fixiert werden. Ebenso kann der Farbstoff durch einen Vakuumprozess auf das Substrat aufgedampft werden.
Beispielsweise können als organische Farbstoffe und Lumineszenzfarbstoffe z.B. folgende Substanzklassen verwendet werden: Acridin-Farbstoffe, Acridinon-Farbstoffe, Anthrachino-Farbstoffe, Anthracen-Farbstoffe, Cyanin-Farbstoffe, Dansyl-Farbstoffe, Squaryllium-Farbstoffe, Spiropyrane, Boron-dipyrromethene (BODIPY), Perylene, Pyrene, Naphthalene, Flavine, Pyrrole, Porphyrine und deren Metallkomplexe, Diarylmethan-Farbstoffe, Triarylmethan-Farbstoffe, Nitro- und Nitroso-Farbstoffe, Phthalocyanin-Farbstoffe und Metall-Komplexe von Phthalocyaninen, Quinone, Azo-Farbstoffe, Indophenol-Farbstoffe, Oxazine, Oxazone, Thiazine und Thiazole, Xanthene, Fluorene, Flurone, Pyronine, Rhodamine, Cumarine.
Als anorganische Farbstoffe kommen z.B. Übergangsmetalloxide und Seltene-Erden-Oxide, Sulfide, Cyanide infrage. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform der Randbereich 4 in Form eines Flüssigkristalls ausgebildet werden, um eine gewünschte Reflektivität bzw. Abstrahlung einer gewünschten Farbe zu ermöglichen.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann über dem Konversionselement 3 eine Linse 6 befestigt werden. Die Linse 6 kann auf dem Konversionselement 3 aufliegen oder von einem Rahmen gehalten werden, der am Substrat 5 befestigt ist. Die Linse 6, insbesondere eine Unterseite 7 der Linse 6, die dem Konversionselement 3 zugewandt ist, ist vorzugsweise so gestaltet, dass sich das vom Konversionselement 3 und vom Randbereich 4 reflektierte Licht innerhalb der Linse additiv mischt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auf die Linse 6 verzichtet werden.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Farbstoff des Randbereiches 4 in einer Ebene mit dem Konversionselement 3 abschließen, d.h. auf gleicher Höhe angeordnet sein. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform der Farbstoff des Randbereiches 4 bezogen auf das Konversionselement 3 näher an der Oberfläche des Substrates 5 oder näher an einer Unterseite 7 der Linse 6 angeordnet sein.
In dieser Ausführungsform ergibt sich durch eine additive Farbmischung für einen Betrachter ein Farbeindruck von der Anordnung 1, der unabhängig von der Körperfarbe des Konversionselementes ist. Die Unterseite 7 der Linse 6 kann beispielsweise eine Oberflächenstruktur aufweisen, die zu einer Streuung und dadurch zu einer Mischung des Lichts führt, das vom Konversionselement 3 und vom Randbereich 4 reflektiert wird.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann eine Linse 6 verwendet werden, bei der Bereiche auf der Unterseite 7 der Linse vorgesehen sind, die das Licht, das auf einen Mittenbereich einer Oberseite 8 der Linse fällt, über die Unterseite 7 seitlich in Richtung auf den Randbereich 4 abgelenkt wird. In entsprechender Weise wird das vom Randbereich 4 reflektierte Licht in Richtung auf den Mittenbereich über dem Konversionselement 3 abgelenkt. Auf diese Weise werden Farbbereiche, die vom Randbereich 4 reflektiert werden, für einen Betrachter im Bereich des Konversionselementes abgebildet. Dadurch erhält ein Betrachter einen Farbeindruck, der sich vom Farbeindruck des Konversionselementes 3 unterscheidet.
Das Konversionselement 3 ist in der Weise ausgebildet, dass eine von der Leuchtdiode 2 abgegebene elektromagnetische Strahlung wenigstens teilweise in der Wellenlänge verändert wird. Dazu ist es erforderlich, dass das Konversionselement eine Körperfarbe aufweist, d.h. dass das Konversionselement Licht in einem ersten Farbbereich reflektiert. Somit erzeugt das Konversionselement beim Auftreffen von Licht für einen Betrachter einen ersten Farbeindruck. Beispielsweise wird bei Leuchtdioden, die Licht mit einer blauen Wellenlänge abstrahlen, ein Konversionselement mit einer gelben Körperfarbe verwendet.
Der Randbereich ist in der Weise gestaltet bzw. weist eine entsprechende Farbgebung auf, sodass der Randbereich 4 Licht in einem zweiten Farbbereich reflektiert. Der zweite Farbbereich ist in Abhängigkeit vom ersten Farbbereich in der Weise gewählt, dass der zweite Farbbereich wenigstens teilweise einen zum ersten Farbbereich komplementären Farbbereich reflektiert.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform stellen der erste und der zweite Farbbereich im Wesentlichen komplementäre Farbbereiche, insbesondere komplementäre Farben dar, sodass bei einer Mischung der zwei Farbbereiche im Wesentlichen weißes Licht entsteht. Abhängig von den gewählten Farbbereichen kann bei der Mischung der zwei Farbbereiche auch ein Licht mit einer anderen Farbe entstehen, die jedoch verschieden von der Farbe des Konversionselementes ist. Durch das Vorsehen des Konversionselementes, das in einem ersten Farbbereich Licht reflektiert und durch das Vorsehen des Randbereiches, der in einem zweiten Farbbereich Licht reflektiert, sieht ein Betrachter die Anordnung 1 in einer anderen Farbe als der Körperfarbe des Konversionselements erzeugen würde. Auf diese Weise kann der optische Eindruck der Anordnung an eine gewünschte Farbe, beispielsweise an eine weiße Farbe angepasst werden.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform sind die Flächen des Konversionselementes und des Randbereiches und/oder die Reflektivitäten des Konversionselementes und des Randbereiches und/oder die reflektierten Farbbereiche des Konversionselementes und des Randbereiches in der Weise gewählt, dass ein gewünschter Farbeindruck bei einem Betrachter erzeugt wird. Dieser Farbeindruck kann beispielsweise eine weiße Farbe darstellen.
3 zeigt in einem schematischen Diagramm Kennlinien 11, 12 der Reflektivitäten des Randbereiches 4 und des Konversionselementes 3. In der y-Achse ist die Reflektivität in Prozent aufgetragen. Die Reflektivität bezeichnet die eingestrahlte Lichtleistung in Bezug auf die reflektierte Lichtleistung. In der x-Achse ist die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung aufgetragen. Eine erste Kennlinie 11 bezeichnet die Reflektivität des Konversionselementes 3. Die erste Kennlinie 11 zeigt eine hohe Reflektivität im Bereich einer Wellenlänge über 530 nm. Zudem ist eine erhöhte Reflektivität im Bereich einer Wellenlänge von unter 430 nm gegeben. Somit zeigt die erste Kennlinie 11 ein Konversionselement, das Licht stark im gelben Farbbereich reflektiert.
Die zweite Kennlinie 12 zeigt die Reflektivität des Randbereiches 4, der eine hohe Reflektivität im Bereich unter 630 nm aufweist. Zudem weist die zweite Kennlinie 12 eine ansteigende Reflektivität für Wellenlängen über 640 nm auf. Damit beschreibt die zweite Kennlinie 12 einen Randbereich 4, der Licht stark im Bereich des blauen Farbspektrums im Bereich über 630 nm reflektiert. Der erste Farbbereich des Konversionselementes, der Licht stark im gelben Farbbereich reflektiert und der zweite Farbbereich des Randbereiches 4, der Licht besonders im blauen Farbbereich reflektiert, ergeben gemischt im Wesentlichen einen weißen Farbbereich. In dieser Ausführungsform ist der ersten Farbbereich wenigstens teilweise komplementär zum zweiten Farbbereich ausgebildet.
Die Mischung der reflektierten Anteile des Konversionselementes 3 und des Randbereiches 4 können beispielsweise durch einen entsprechend großen Abstand zwischen dem Betrachter und der Anordnung 1 oder durch das Vorsehen einer Linse, die die Farbbereiche mischt, unterstützt werden.
4 zeigt ein Diagramm mit Kennlinien für die Reflektivitäten des Konversionselementes und des Randbereiches einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung. Die Reflektivität ist in Prozent entlang der Y-Achse und die Wellenlänge ist entlang der X-Achse aufgetragen. Die Reflektivität des Konversionselementes 3 ist als dritte Kennlinie 13 über der Wellenlänge in 4 dargestellt. Die Reflektivität des Randbereichs 4 ist als vierte Kennlinie 14 in 4 eingezeichnet. Die dritte Kennlinie 13 entspricht im Wesentlichen einer orangefarbenen Körperfarbe, d.h. das Konversionselement 3 reflektiert einfallendes Licht in einem orangefarbenen Farbbereich. Die vierte Kennlinie 14 beschreibt einen Randbereich 4, der einfallendes Licht im Wesentlichen in einem zum Farbbereich des Konversionselementes 3 komplementären blauen Bereich reflektiert. Somit ergibt sich auch in dieser Ausführungsform für einen Betrachter der Anordnung 1 bei einer Mischung des vom Konversionselement 3 und vom Randbereich 4 reflektierten Lichtes ein insgesamt weißer Farbeindruck.
Wie bereits ausgeführt, müssen sich die Farbbereiche des Konversionselementes 3 und des Randbereiches 4 nicht präzise komplementär ergänzen. Es reicht aus, wenn der zweite Farbbereich, in dem der Randbereich 4 Licht reflektiert, bei einer Mischung mit dem ersten Farbbereich des Konversionselementes 3 eine Farbverschiebung bewirkt, sodass für einen Betrachter die Anordnung 1 einen anderen Farbeindruck erzeugt als der Farbeindruck des Konversionselementes 3 alleine.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Anordnung 1, die eine Leuchtdiode 2 aufweist, über die ein Konversionselement 3 angeordnet ist. Das Konversionselement 3 ist von einem Randbereich 4 umgeben. Im Gegensatz zu der Ausführungsform der 1 weist der Randbereich 4 zwei Gruppen 15, 16 von Teilflächen auf, die einfallendes Licht in unterschiedlichen Farbbereichen reflektieren. In der dargestellten Ausführungsform sind eine Vielzahl von Teilflächen 15, 16 verteilt über den Randbereich 4 angeordnet. Zur vereinfachten Darstellung sind die Teilflächen der ersten Gruppe als weiße erste Teilflächen 15 dargestellt. Die Teilflächen der zweiten Gruppe sind als zweite Teilflächen 16 schwarz dargestellt.
In der dargestellten Ausführungsform sind die Teilflächen in Form von Quadraten ausgebildet. Die Teilflächen 15, 16 können jedoch auch andere Formen aufweisen. Die erste Gruppe von Teilflächen reflektiert einfallendes Licht in einem dritten Farbbereich. Die zweite Gruppe von Teilflächen reflektiert einfallendes Licht in einem vierten Farbbereich. Der dritte und der vierte Farbbereich sind in der Weise gewählt, dass eine Mischung des ersten Farbbereiches, der von dem Konversionselement 3 reflektiert wird, und des dritten und des vierten Farbbereiches ein Farbeindruck bei einem Betrachter erzeugt wird, der sich von dem Farbeindruck des Konversionselementes 3 alleine unterscheidet.
Beispielsweise sind der dritte und der vierte Farbbereich in der Weise gewählt, dass sich für einen Betrachter ein weißer Farbeindruck der Anordnung 1 mit dem Konversionselement 3 und dem Randbereich 4 ergibt. Der dritte und/oder vierte Farbbereich werden durch verschiedene Farbstoffe und/oder Pigmente und/oder Ansteuerung eines Flüssigkristalldisplays erreicht.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch mehr als zwei Gruppen von Teilflächen im Randbereich vorgesehen sein, die Licht in drei verschiedenen Farbbereichen reflektieren. Zudem kann beispielsweise auch nur ein Teil des Randbereiches 4 mit farbigen Teilflächen bedeckt sein.
6 zeigt ein Diagramm für die Anordnung der 5, wobei die erste Kennlinie 11 die Reflektivität des Konversionselementes 3 darstellt. Die erste Kennlinie 11 entspricht der ersten Kennlinie 11 der 2. Somit stellt die erste Kennlinie 11 ein Konversionselement 3 mit einer gelben Körperfarbe dar. Weiterhin sind in 6 eine fünfte und eine sechste Kennlinie 17, 18 für die Reflektivitäten der Teilflächen der ersten und der zweiten Gruppe 15, 16 dargestellt. Die fünfte und sechste Kennlinie 17, 18 sind in der Weise ausgebildet, dass für einen Betrachter bei einer Mischung der vom Konversionselement 3 und dem Randbereich 4 reflektierten Lichtstrahlung ein im Wesentlichen weißer Farbeindruck erzeugt wird. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die fünfte und sechste Kennlinie 17, 18 auch in anderer Weise ausgebildet sein, um für einen Betrachter einen Farbeindruck zu erzeugen, der verschieden von dem Farbeindruck des Konversionselementes 3 ist. Die fünfte Kennlinie 17 entspricht beispielsweise einem ersten Farbstoff und die sechste Kennlinie 18 entspricht beispielsweise einem zweiten Farbstoff. Der erste Farbstoff ist in den Teilflächen der ersten Gruppe und der zweite Farbstoff ist in den Teilflächen der zweiten Gruppe angeordnet.
7 zeigt ein Diagramm mit Kennlinien für die Reflektivitäten einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung gemäß 5, bei der ein Konversionselement 3 von einem strukturierten Randbereich 4 mit unterschiedlich farbig reflektierenden Teilflächen 15, 16 umgeben ist. In dieser Ausführungsform weist die erste Kennlinie 13 eine Reflektivität für das Konversionselement 3 auf, das im Wesentlichen eine orange Körperfarbe aufweist. Die erste Kennlinie 13 entspricht der Kennlinie 13 der 4. Zudem sind in 7 noch eine siebte Kennlinie 19 für die Reflektivität der Teilflächen der ersten Gruppe 15 und eine achte Kennlinie 20 für die Reflektivität der Teilflächen der zweiten Gruppe 16 des Randbereiches 4 angegeben. Die Reflektivitäten der Teilflächen 15, 16 des Randbereiches 4 sind in der Weise gewählt, dass trotz der orangen Körperfarbe des Konversionselementes 3 für einen Betrachter bei einer Mischung der vom Konversionselement 3 und vom Randbereich 4 reflektierten Farbbereiche ein weißer Farbeindruck entsteht. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Kennlinien für die Reflektivität des Konversionselementes 3 und der Teilflächen der Gruppen des Randbereiches 4 auch in der Weise gewählt werden, dass für einen Betrachter ein von der Körperfarbe des Konversionselementes 3 veränderter Farbeindruck entsteht.
Vorzugsweise ergibt sich aus den Reflektivitäten des Konversionselementes 3 und den Reflektivitäten des Randbereiches 4 eine konstante Reflektivität über den gesamten Bereich des sichtbaren Lichtes. Das Reflexionsvermögen und umgekehrt auch die Absorption des Konversionselementes und des Randbereiches kann über die Fläche und über die Konzentration, d.h. den molekularen Extinktionskoeffizienten des Farbstoffes oder der Pigmente kontrolliert werden. In einem Ausführungsbeispiel kann auch ein Farbstoff wie z.B. ein organischer Farbstoff zusammen mit einem Pigment z.B. Titandioxid in einem Matrixmaterial wie z.B. Silikon oder ein Epoxidharz gemischt werden.
8 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Seitenansicht einer Anordnung 1, vor der eine zweite Linse 21 angeordnet ist. Die Anordnung 1 weist ein Konversionselement 3 auf, das eine quadratische Fläche aufweist. Die quadratische Fläche weist eine Seitenlänge L auf.
Die zweite Linse 21 ist in der Weise ausgebildet, dass ein von außen auf eine Oberseite 8 der zweiten Linse einfallender Lichtstrahl über eine entsprechende Kontur der Unterseite 7 der zweiten Linse 21 von einem Mittenbereich 30 des Konversionselementes 3 seitlich in Richtung auf den Randbereich 4 abgelenkt wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass von außen auf die Anordnung fallendes Licht mindestens teilweise seitlich auf den Randbereich 4 abgelenkt wird. Damit wird das einfallende Licht auch zu einem großen Anteil vom Randbereich 4 und nicht vom Konversionselement 3 zurückreflektiert. Zudem ist die Unterseite 7 der zweiten Linse 21 im Bereich über dem Randbereich 4 in der Weise ausgebildet, dass ein von außen einfallender Lichtstrahl im Wesentlichen senkrecht auf den Randbereich 4 auftrifft. Damit wird mindestens eine Mischung der vom Randbereich 4 und vom Konversionselement 3 reflektierten Farbbereiche erreicht. Somit erscheint für einen Betrachter die Anordnung 1 bei nicht aktivierter Leuchtdiode 2 in einem Farbbereich, der sich von der Körperfarbe, d.h. dem ersten Farbbereich des vom Konversionselement 3 reflektierten Lichtes unterscheidet. Abhängig von dem ersten und dem zweiten Farbbereich, mit dem das Konversionselement 3 und der Randbereich 4 einfallendes Licht reflektieren, wird beim Betrachter ein entsprechender Farbeindruck erzeugt. Wie in den Beispielen zuvor ausgeführt, kann die Reflektivität des Konversionselementes 3 und die Reflektivität des Randbereiches 4 in der Weise ausgebildet sein, dass beim Betrachter ein weißer Farbeindruck im Zusammenwirken mit der zweiten Linse 21 entsteht.
9 zeigt in einer vergrößerten Darstellung einen Ausschnitt der Anordnung der 8. Die zweite Linse 21 weist auf einer Innenseite 7, die der Anordnung 1 zugewandt ist, eine Kontur auf, die einen Mischbereich 22 aufweist. Die Außenseite 8 ist als plane Fläche ausgebildet. Der Mischbereich 22 ist direkt über einem Mittenbereich 30 des Konversionselementes 3 angeordnet. Der Mischbereich 22 ist beispielsweise rotationssymmetrisch zu einer Mittenachse 23 ausgebildet. Die Mittenachse 23 ist mittig zu einer Mitte des Konversionselementes 3 angeordnet. Ausgehend von der Mittenachse 23 weist die Oberfläche der Innenseite 7 der zweiten Linse 21 in radialer Richtung gesehen einen konkaven, ringförmigen Bereich 24 auf. Der konkave Bereich 24 weist eine Breite zwischen 0,2 bis zu 0,8 Mal der Seitenlänge L des Konversionselementes auf. In radialer Richtung nach außen gesehen schließt sich an den konkaven Bereich 24 ein konvexer, ringförmiger Bereich 25 an. Der konvexe Bereich 25 weist vorzugsweise eine Breite zwischen 0,2 bis 0,8 Mal der Seitenlänge des Konversionselementes auf. In radialer Richtung nach außen gesehen schließt sich an den konvexen Bereich 25 ein Randbereich 26 an. Der Randbereich 26 dient für eine Bündelung und Strahlformung des vom Konversionselement 3 abgestrahlten Lichtes. Beispielsweise ist der Randbereich 26 in Form einer Fresnelstruktur ausgebildet. Die Innenseite 7 ist rotationssymmetrisch zur Mittenachse 23 ausgebildet. Der konkave Bereich kann beispielsweise einen Krümmungsradius zwischen 1/4 und der 1,5-fachen Seitenlänge L des Konversionselements aufweisen. Der konkave Bereich 25 kann einen Krümmungsradius von beispielsweise 1/3 und der zweifachen Seitenlänge L des Konversionselements 3 aufweisen
10 zeigt eine Ansicht auf die Innenseite 7 der weiteren Ausführungsform der zweiten Linse 21 der 9, bei der der Mischbereich 22, der den konkaven Bereich 24 und den konvexen Bereich 25 umfasst, einen stetigen Übergang zwischen den konkaven und konvexen Krümmungen aufweist.
11 zeigt eine weitere Ausführungsform der zweiten Linse 21, bei der der Mischbereich 22, konkave Bereiche 24 und konvexe Bereiche 25 umfasst, wobei stufenartige Übergänge zwischen den konkaven und konvexen Bereichen vorgesehen sind.
11A zeigt einen Querschnitt durch die zweite Linse 21 der 11. Die zweite Linse 21 weist auf der Unterseite 7 eine Oberflächenstruktur auf, die rotationssymmetrisch zur Mittenachse 23 ausgebildet ist. In 11A ist im Wesentlichen eine Hälfte des Mischbereichs 22 dargestellt, der von einem Randbereich 26 umgeben ist. Der Mischbereich 22 weist mehrere ringförmige Flächenabschnitte auf, die konzentrisch zur Mittenachse 23 angeordnet sind. Eine erste Ringfläche 40, der um den Mittelpunkt angeordnet ist, geht über eine erste Kante 41 in einen zweiten ringförmigen Abschnitt 42 über. Sowohl der erste als auch der zweite ringförmige Abschnitt 40, 42 sind konvex ausgebildet. Die erste Kante 41 ist als ringförmige Kante ausgebildet. An den zweiten ringförmigen Abschnitt 42 schließt sich ein dritter Abschnitt 43 an. Der dritte ringförmige Abschnitt 43 ist als konkave Ringfläche ausgebildet, die über eine zweite Kante 44 an die zweite Ringfläche 42 angrenzt. Die dritte Ringfläche 43 geht über eine dritte Kante 45 an eine vierte Ringfläche 46 über. Die vierte Ringfläche 46 ist als konkave Fläche ausgebildet. Die vierte Ringfläche 46 geht über eine vierte Kante 47 in eine fünfte Ringfläche 48 über. Die fünfte Ringfläche 48 ist als konvexe Ringfläche ausgebildet. Die fünfte Ringfläche 48 geht über eine fünfte Kante 49 in eine sechste Ringfläche 50 über. Die sechste Ringfläche 50 ist als konvexe Ringfläche ausgebildet. Die sechste Ringfläche 50 geht über eine sechste Kante 51 in eine siebte Ringfläche 52 über. Die siebte Ringfläche 52 ist als konkave Ringfläche ausgebildet. Die siebte Ringfläche 52 geht über eine siebte Kante 53 in eine achte Ringfläche 54 über. Die achte Ringfläche 54 ist als konvexe Ringfläche ausgebildet. Jede Ringfläche ist rotationssymmetrisch zur Mittenachse 23 angeordnet.
Die Breite der konkaven Ringflächen ist deutlich größer als die Breite der konvexen Ringflächen. Der Krümmungsradius der konvexen Ringflächen ist kleiner als der Krümmungsradius der konkaven Ringflächen.
12 zeigt eine weitere Ausführungsform einer zweiten Linse 21 mit Blick auf die Unterseite 7. 12A zeigt einen Teilquerschnitt durch die zweite Linse 21 der 12. Bei dieser Ausführungsform sind die Krümmungsradien der einzelnen Abschnitte der konkaven Ringflächen kleiner ausgebildet als in 11A.
13 zeigt eine Ansicht auf eine untere Seite 7 einer zweiten Linse 21, bei der sich im Mischbereich 22 konkave und konvexe Ringflächen abwechseln. 13A zeigt einen Teilquerschnitt durch die zweite Linse 21 der 13. Dabei ist deutlich zu erkennen, dass sich ausgehend von der Mittenachse 23 in radialer Richtung Ringflächen aneinander anschließen, die konzentrisch zur Mittenachse 23 angeordnet sind und abwechselnd eine konvexe und eine konkave Ringflächen 60, 61 auf der Innenseite 7 der zweiten Linse 21 darstellen.
14 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Anordnung 1, bei der mehrere Leuchtdioden 2 mit Konversionselementen 3 vorgesehen sind, die von einem Randbereich 4 umgeben sind. Die Konversionselemente 3 und der Randbereich 4 weisen entsprechende Reflektivitäten auf, sodass auch ohne Linse bei einem entsprechenden Abstand eines Betrachters eine Mischung der von den Konversionselementen 3 und dem Randbereich 4 reflektierten ersten und zweiten Farbbereiche für den Betrachter einen optischen Farbeindruck erzeugen, der unterschiedlich zum optischen Farbeindruck der Konversionselemente 3 alleine ist. Beispielsweise kann der optische Farbeindruck eine weiße Farbe darstellen. Es können jedoch abhängig von der gewählten Ausführungsform auch optische Farbeindrücke der Anordnung 1 erzeugt werden. Die Anordnung 1 eignet sich beispielsweise als Vorrichtung zur Beleuchtung für Räume und/oder Gebäude.
Die Anordnung 1 stellt beispielsweise ein LED-Modul dar, das mehrere LEDs aufweist. Dabei sind eine Vielzahl von Halbleiterchips auf einem Substrat montiert (z.B. Chip-on-board-Technologie). Die Zwischenräume können mit einem komplementären Reflektor aufgefüllt werden. Diese LED-Module können für eine Allgemeinbeleuchtung verwendet werden. Hierbei sind sie in weiterer Entfernung vom Betrachter angebracht, z.B. an der Decke. Bei einer ausreichenden Entfernung vom Betrachter kann der Betrachter die einzelnen Bereiche, d.h. die Konversionselemente und den Randbereich nicht mehr unterschieden und das Modul erscheint in einer Mischfarbe, die beispielsweise eine weiße Farbe darstellt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch bei dieser Ausbildung eine zusätzliche Linse zur Mischung des von den Konversionselementen und dem Randbereich vorgesehen sein.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann beispielsweise ein Konversionselement mit einer roten Körperfarbe und ein Randbereich mit einer blauen Körperfarbe verwendet werden, sodass eine Mischung dieser zwei Farben einen pinken Farbeindruck der Anordnung erzeugt.
Komplementäre Farben können beispielsweise mithilfe einer zweidimensionalen CIE-Normfarbtafel dargestellt werden, die in 15 dargestellt ist. In der CIE-Normfarbtafel wird eine dritte Komponente z, z.B. die Farbe Blau für jeden Punkt der Farbtafel rechnerisch aus den beiden anderen Farben Rot und Grün durch die Beziehung x + y + z = 1 ermittelt. Die hufeisenförmige Fläche möglicher Farben ist bei der CIE-Normfarbtafel auf einem Koordinatensystem aufgetragen, auf dem x- und y-Anteil (der CIE-genormten theoretischen Grundfarben x (rot), y (grün) und z (blau)), einer beliebigen Farbe P direkt abgelesen werden können. Zentraler Bezugspunkt der Normfarbtafel ist ein Weißpunkt W. Der Weißpunkt W repräsentiert den Punkt, an dem alle drei Farben je 1/3 (x, y und z = 0,333 ...) Farbanteil aufweisen. Ausgehend vom Weißpunkt W können alle komplementären Farben auf einer Geraden durch den Weißpunkt W dargestellt werden. Die komplementären Farben liegen auf einer Geraden durch den Weißpunkt an gegenüber liegenden Seite in Bezug auf den Weißpunkt und weisen jeweils den gleichen Abstand zum Weißpunkt W auf. In dem dargestellten Beispiel sind P und Q bzw. P’ und Q’ komplementäre Farben. Zur Bestimmung von komplementären Farben können beliebige Geraden durch den Weißpunkt W verwendet werden. In entsprechender Weise können auch komplementäre Farbbereiche ermittelt werden.
16 zeigt einen Blick auf eine weitere Ausführungsform einer zweiten Linse 21. 16A zeigt einen Querschnitt durch die zweite Linse 21 der 16. In dieser Ausführungsform wechseln sich weitere Ringflächen 62, 63 in radialer Richtung ausgehend von einer Mittenfläche ab, wobei die einzelnen weiteren Ringflächen 62, 63 im Wesentlichen als plane Ringflächen ausgebildet sind. Die einzelnen weiteren Ringflächen sind konzentrisch zu einer Mittenachse 23 angeordnet und gehen über abgerundete Ringkanten 64 ineinander über. In radialer Richtung benachbarte Ringflächen weisen Oberflächen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln gegenüber der Ebene der zweiten Linse 21 auf. Zudem nimmt die Dicke der zweiten Linse 21 ausgehend von der Mittenachse 23 in radialer Richtung stufenweise zu. Somit wird eine Stufenstruktur erreicht, die ebenfalls für eine Ablenkung und Mischung des von dem Konversionselement 3 und dem Randbereich 4 reflektierten Lichts erreicht wird. Die Neigungsflächen der ersten weiteren Ringflächen 62 liegen im Bereich zwischen plus 30 und plus 40° in Bezug auf eine Oberseite 8 der zweiten Linse 21. Die zweiten weiteren Ringflächen 63 weisen eine Neigung von minus 10° zur Ebene der Oberseite 8 der zweiten Linse 21 auf. Ausgehend von einem planen Mittenbereich 65 wechselt sich jeweils eine erste und zweite weitere Ringfläche 62, 63 ab. Entlang der ersten weiteren Ringfläche nimmt die Dicke der zweiten Linse in radialer Richtung jeweils zu. Entlang der zweiten weiteren Ringfläche 63 nimmt die Dicke der zweiten Linse in radialer Richtung wieder ab. Da die ersten weiteren Ringflächen 62 stärker in positiver Richtung geneigt sind als die zweiten weiteren Ringflächen 63 in negativer Richtung, wird eine Zunahme der Dicke der Linse in radialer Richtung von Innen nach Außen erreicht. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die erste weitere und die zweite weitere Ringfläche 62, 63 auch andere Neigungswinkel zur Ebene der zweiten Linse 21, insbesondere zur Oberfläche 8 aufweisen. Beispielsweise können die erste und die zweite weitere Ringfläche 62, 63 auch positive Neigungswinkel zur Ebene der zweiten Linse 21, insbesondere zur Oberfläche 8 aufweisen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Anordnung
2: Leuchtdiode
3: Konversionselement
4: Randbereich
5: Substrat
6: Linse
7: Unterseite
8: Oberseite
11: erste Kennlinie
12: zweite Kennlinie
13: dritte Kennlinie
14: vierte Kennlinie
15: erste Teilfläche
16: zweite Teilfläche
17: fünfte Kennlinie
19: siebte Kennlinie
20: achte Kennlinie
21: zweite Linse
22: Mischbereich
23: Mittenachse
24: konkaver Ringbereich
25: konvexer Ringbereich
26: Randbereich
30: Mittenbereich
40: erste Ringfläche
41: erste Kante
42: zweite Ringfläche
44: zweite Kante
43: dritte Ringfläche
45: dritte Kante
46: vierte Ringfläche
47: vierte Kante
48: fünfte Ringfläche
49: fünfte Kante
50: sechste Ringfläche
51: sechste Kante
52: siebte Ringfläche
53: siebte Kante
54: achte Ringfläche
60: konvexe Ringfläche
61: konkave Ringfläche
62: erste weitere Ringfläche
63: zweite weitere Ringfläche
64: Ringkante
65: Mittenbereich

Claims

Anordnung zum Erzeugen von Licht mit einer Leuchtdiode (2), mit einem Konversionselement (3), wobei das Konversionselement (3) vorgesehen ist, um die von der Leuchtdiode abgegebene elektromagnetische Strahlung wenigstens teilweise in der Wellenlänge zu ändern, wobei das Konversionselement (3) in der Weise ausgebildet ist, dass von außen auf das Konversionselement (3) treffendes Licht in einem ersten Farbbereich reflektiert wird, wobei das Konversionselement (3) wenigstens teilweise von einem Randbereich (4) umgeben ist, wobei der Randbereich (4) in der Weise ausgebildet ist, dass ein auf den Randbereich treffendes Licht in einem zweiten Farbbereich reflektiert wird, wobei der zweite Farbbereich wenigstens teilweise einen zum ersten Farbbereich komplementären Farbbereich aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Farbbereich komplementäre Farbbereiche darstellen.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Fläche des Konversionselementes (3) und eine Fläche des Randbereichs (4) und/oder eine Reflektivität des Konversionselements (3) und eine Reflektivität des Randbereichs (4) und/oder der erste und der zweite Farbbereich in der Weise ausgebildet sind, dass das vom Konversionselement (3) und vom Randbereich (4) reflektierte Licht einen weißen Farbbereich darstellt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Randbereich (4) in wenigstens zwei Teilflächen (15, 16) unterteilt ist, wobei die zwei Teilflächen einfallendes Licht mit unterschiedlichen weiteren Farbbereichen reflektieren, wobei die Teilflächen (15, 16) und/oder die weiteren Farbbereiche in der Weise ausgebildet sind, dass das vom Randbereich (4) reflektierte Licht wenigstens teilweise einen zum ersten Farbbereich komplementären zweiten Farbbereich aufweist.
Anordnung nach Anspruch 4, wobei der Randbereich (4) in eine Vielzahl von Teilflächen (15, 16) unterteilt ist, wobei die Teilflächen (15, 16) wenigstens in zwei Gruppen unterteilt sind, wobei jede Gruppe von Teilflächen (15, 16) einfallendes Licht wenigstens teilweise in einem anderen weiteren Farbbereich reflektiert.
Anordnung nach Anspruch 5, wobei eine Gesamtfläche jeder Gruppe von Teilflächen (15, 16) und/oder eine Reflektivität der Teilflächen (15, 16) der Gruppen und/oder die weiteren Farbbereiche so ausgebildet sind, dass der Randbereich (4) einfallendes Licht in einem zum ersten Farbbereich wenigstens teilweise komplementären zweiten Farbbereich reflektiert.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Randbereich (4) als Flüssigkristall ausgebildet ist oder der Randbereich (4) einen Farbstoff oder Farbpigmente aufweist.
Anordnung wonach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei über dem Konversionselement (3) eine Linse (6, 21) vorgesehen ist, wobei die Linse (6, 21) in der Weise ausgebildet ist, dass das vom Konversionselement (3) und vom Randbereich (4) reflektierte Licht gemischt wird.
Anordnung nach Anspruch 8, wobei die Linse (6, 21) so aufgebaut ist, dass ein von außen auf die Linse (6, 21) treffendes Licht von einem Mittenbereich (30) des Konversionselements (3) wenigstens teilweise seitlich in Richtung auf den Randbereich (4) abgelenkt wird.
Anordnung nach Anspruch 9, wobei die Linse (21) auf einer Seite, insbesondere auf der Innenseite, die dem Konversionselement zugewandt ist, wenigstens ringförmige Oberflächenstrukturen (40, 42, 44; 60, 61) aufweist, die wenigstens eine konvexe oder eine konkave Krümmung aufweisen.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Farbbereich einen gelben Farbbereich aufweist, und wobei der zweite Farbbereich einen blauen Farbbereich aufweist oder wobei der erste Farbbereich einen magentafarbigen Farbbereich aufweist, und wobei der zweite Farbbereich einen grünen Farbbereich aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Oberflächenstrukturen (40, 42, 44; 60, 61) eine konkave und eine konvexe ringförmige Oberflächenstruktur aufweist, wobei die ringförmigen Oberflächenstrukturen (40, 42, 44; 60, 61) kontinuierlich ineinander übergehen oder diskontinuierlich über Stufen und/oder Kanten (41, 43, 45; 64) ineinander übergehen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei ein Mittelpunkt (23) der konkaven und/oder konvexen ringförmigen Oberflächenstruktur über einer Mitte des Konversionselementes (3) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 11, wobei die Linse (21) auf einer Seite, insbesondere auf der Innenseite, die dem Konversionselement zugewandt ist, wenigstens ringförmige weitere Oberflächenstrukturen (62, 63) aufweist, wobei die ringförmigen weiteren Oberflächenstrukturen (62, 63) als plane Ringflächen ausgebildet sind, wobei die weiteren Oberflächenstrukturen (62, 63) konzentrisch zu einer Mittenachse (23) angeordnet sind, wobei benachbarte Ringflächen in radialer Richtung unterschiedlich geneigt in Bezug auf eine Ebene der Linse (21) angeordnet sind und somit eine in radialer Richtung gestufte Oberfläche der Linse (21) darstellen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Oberflächenstrukturen (40, 42, 44; 60, 61; 62, 63) in einem äußeren Randbereich (26) von einer Fresnelstruktur umgeben sind.